DE19943263A1 - Vorrichtung zum Aufkonzentrieren von Belebtschlamm - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Aufkonzentrieren von Belebtschlamm beschrieben. Die Vorrichtung umfaßt eine Kammer, durch die der Belebtschlamm geführt wird und die einen Schlammzulauf in einem Endbereich und einen Schlammauslauf in einem anderen Endbereich aufweist. In der Kammer ist eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten horizontalen oder schwach geneigten Lamellen vorgesehen, deren Zwischenräume vom Belebtschlamm durchströmt werden. Zwischen den Lamellen sind parallel zur Hauptströmungsrichtung Abzugsrohre für die Klarphase angeordnet, die mit Abzugsöffnungen versehen sind. Diese Vorrichtung zeichnet sich durch eine besonders hohe spezifische Trennleistung aus.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufkonzentrieren von Belebtschlamm mit einer Kammer, durch die der Belebtschlamm geführt wird, die in einem Endbereich einen Belebtschlammzulauf und in einem anderen Endbereich einen Auslauf für den konzentrierten Belebtschlamm auf­ weist.

Bekannte Belebtschlammanlagen werden mit einer Konzentrati­ on von 3 bis 5 gTS/l (Trockensubstanz/Liter) betrieben. Je höher der TS-Gehalt im Endprodukt ist, desto größer ist die spezifische Reinigungsleistung (Reinigungsleistung pro Vo­ lumeneinheit). Es wird deshalb nach Möglichkeiten gesucht, um den TS-Gehalt zu erhöhen. Mit herkömmlichen Sedimentati­ onsbecken ist dies nicht möglich, oder es werden unverhält­ nismäßig große Becken benötigt.

Auch der Einsatz von Gegenstromlamellenklärern ist sehr problematisch, da sich Belebtschlamm nur sehr langsam ein­ dickt und dann ein großes Schlammvolumen gegen das einströ­ mende Wasser aus den Lamellen herausfließen muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich durch eine besonders hohe spezifische Trennleistung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung der eingangs wiedergegebenen Art dadurch gelöst, daß in der Kammer eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordne­ ten horizontalen oder schwach geneigten Lamellen vorgesehen ist, deren Zwischenräume vom Belebtschlamm durchströmt wer­ den, und daß zwischen den Lamellen parallel zur Hauptströ­ mungsrichtung Abzugsrohre für die Klarphase angeordnet sind, die über ihre Länge jeweils mindestens eine Abzugsöffnung für die Klarphase besitzen, auf der Auslauf­ seite oder Zulaufseite der Hauptströmung geschlossen und auf der gegenüberliegenden Seite offen sind.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung arbeitet im Gleichstrom, wodurch die Nachteile des Gegenstromprinzips aufgehoben werden. Der normale Nachteil von Gleichstromla­ mellen - die schwierigere Abtrennung der Phasen - ist bei der Erfindung nicht von Nachteil, weil eine grobe Separa­ tion ausreicht. Nicht die Güte der Klarphase, sondern der TS-Gehalt der Schlammphase und die raumspezifische Leistung sind entscheidend.

Desweiteren erlaubt das Gleichstromprinzip eine schnellere Phasentrennung, so daß höhere Geschwindigkeiten erreicht werden. Bei der Erfindung liegen die einzelnen Abscheide­ ebenen horizontal oder fast horizontal, ohne daß dabei Schlammablagerungen auftreten. Vorzugsweise wird mit beson­ ders hohen Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet.

Die zwischen den Lamellen gebildeten Kanäle werden über den Schlammzulauf mit zu konzentrierendem Belebtschlamm beauf­ schlagt. Über die parallel zur Hauptströmungsrichtung des Belebtschlammes angeordneten Abzugsrohre, die über ihre Länge jeweils mindestens eine Abzugsöffnung für die Klar­ phase besitzen, wird die Klarphase abgezogen und über das offene Ende der Rohre entweder gleichläufig mit oder gegen­ läufig zur Hauptströmungsrichtung des Belegschlammes abge­ zogen. Der konzentrierte Belebtschlamm wird über den Schlammauslauf aus der Kammer abgeführt.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Abzugsrohre für die Klarphase über den den Schlammzulauf aufweisenden Endbe­ reich der Kammer hinaus verlängert und münden in eine von der Aufkonzentrationskammer getrennte Kammer. Die Vorrich­ tung weist vorzugsweise eine Pumpe zum Abpumpen der Klar­ phase auf, die zweckmäßigerweise in dieser getrennten Kam­ mer angeordnet ist. Als Alternative ist eine Abführung der Klarphase durch Schwerkraftwirkung möglich, wobei die Klar­ phase beispielsweise im freien Gefälle einem Nachklärbecken zufließt. Eine derartige getrennte Kammer kann bei gleichläufiger Klarphasenentfernung auch am gegenüberlie­ genden Kammerende angeordnet sein.

Ein Abzugsrohr für die Klarphase ist zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß es eine Vielzahl von im Abstand voneinan­ der angeordneten Abzugsöffnungen aufweist. Bei einer ande­ ren Lösung hat das Abzugsrohr einen sich über seine Länge oder einen Teil seiner Länge erstreckenden Abzugsschlitz. Die Abzugsöffnung(en) ist bzw. sind vorzugsweise im oberen Bereich der Abzugsrohre angeordnet, um zu verhindern, daß die Schlammphase mit in die Abzugsrohre gelangt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung dienen die Abzugsrohre für die Klarphase gleichzeitig als Abstandshalter für die Lamellen. Bei dieser Ausfüh­ rungsform sind die Abzugsöffnungen zweckmäßigerweise im seitlichen oberen Bereich der Abzugsrohre angeordnet, da die Oberseite der Rohre durch die darüber angeordneten La­ mellen blockiert ist. Hierbei steht daher die Oberseite der Rohre direkt mit den darüber angeordneten Lamellen in Kon­ takt. Bei einer anderen Ausführungsform sind die Rohre auf ihrer Oberseite mit entsprechenden Lamellenstützeinrichtun­ gen versehen, bei denen es sich beispielsweise um einen durchlaufenden Flansch oder um einzelne Stützelemente han­ deln kann. Diese Einrichtungen stützen dann die darüber be­ findlichen Lamellen ab und dienen zusammen mit den Rohren als Abstandshalter.

Die Aufkonzentrationskammer weist vorzugsweise in ihrem Endbereich für den Schlammauslauf einen lamellenfreien Raum auf. In diesen Raum münden die zwischen den einzelnen La­ mellen befindlichen Schlammströmungskanäle. Vorzugsweise besitzt die Vorrichtung eine die Hauptströmung (Belebt­ schlammströmung) erzeugende Schlammpumpe, die zweckmäßiger­ weise in diesem lamellenfreien Raum zugeordnet ist, von dem aus der Schlammauslauf, beispielsweise als Schlammaus­ laufrohr, abgeführt ist. Die Schlammpumpe ist zweckmäßiger­ weise gleichzeitig als Schlammrezirkulationspumpe ausgebil­ det, so daß für den Betrieb der Vorrichtung nur eine einzi­ ge Schlammpumpe benötigt wird. Der rezirkulierte Schlamm wird wieder dem Belebtschlammzulauf zugeführt und erneut durch die Vorrichtung umgewälzt.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung kann als Neu­ vorrichtung installiert werden, aber auch in bestehende An­ lagen eingesetzt oder eingehängt werden. Hierzu kann das mit den Abzugsrohren versehene Lamellenpaket in einer be­ reits vorhandenen, mit Schlammzulauf und Schlammauslauf versehenen Kammer angeordnet werden. Bei neuen Anlagen kann unter Umständen eine einzige Schlammpumpe (Rezirkula­ tionspumpe) für mehrere Eindickungsvorrichtungen verwendet werden.

Um eine Strömungsvergleichmäßigung des Belebtschlammes zu erreichen, verengt sich vorzugsweise der Querschnitt der zwischen den Lamellen gebildeten Strömungskanäle in Haupt­ strömungsrichtung.

Die Abzugslöcher der Abzugsrohre haben normalerweise einen äquidistanten Abstand. Vorzugsweise verringert sich jedoch der Abstand zwischen den Abzugsöffnungen in Hauptströmungs­ richtung. Dadurch wird erreicht, daß stromab mehr Klarphase abgezogen wird.

Um die Abzugsrohre zu spülen, kann die Klarphasenpumpe mit umgekehrter Fließrichtung betrieben werden.

Der Klarwasserabzug wird vorzugsweise zyklisch mit kurzen Intervallen durchgeführt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine räumliche Ansicht einer Vorrichtung zum Aufkonzentrieren von Belebtschlamm;

Fig. 2 ein Detail der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3 eine Detaildarstellung einer modifizierten Ausführungsform eines Abzugsrohres mit La­ mellen;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 5 einen Vertikalschnitt entlang Linie A-A in Fig. 4; und

Fig. 6 einen Vertikalschnitt entlang Linie B-B in Fig. 4.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung zum Aufkonzen­ trieren von Belebtschlamm umfaßt eine längliche Kammer 1, die - abgesehen von einem Belebtschlammzulauf, einem Aus­ lauf für den konzentrierten Belebtschlamm und einem Klar­ phasenauslauf - geschlossen ist. Die Kammer 1 hat im Quer­ schnitt Rechteckform. Sie besitzt an ihrer Oberseite und Unterseite einen Belebtschlammzulauf, wie bei 4 gezeigt. Der Belebtschlamm wird somit vertikal zur Längsachse der Kammer in diese eingeführt. In der Kammer befindet sich ei­ ne Vielzahl von übereinander angeordneten Lamellen 2, die horizontal angeordnet sind und sich von der einen Seiten­ fläche bis zur anderen Seitenfläche der Kammer erstrecken. Zwischen den Lamellen sind horizontale Strömungskanäle 15 ausgebildet, durch die der Belebtschlamm nach Einführung in die Kammer strömt. Es findet somit nach der Einführung des Belebtschlammes eine Strömungsrichtungsänderung um 90° statt. Diese Strömungskanäle 15 münden in einen lamellen­ freien Endraum 7 der Kammer, in dem sich eine Schlammpumpe 6 befindet, mit der der Belebtschlamm durch die Kammer 1 gefördert wird. Die Schlammpumpe 6 fördert den Belebt­ schlamm in einen bei 5 gezeigten Schlammauslauf. Die Schlammpumpe 6 ist gleichzeitig als Rezirkulationspumpe ausgebildet, mittels der der konzentrierte Schlamm zum Schlammzulauf 4 zurückführt und von dort erneut durch die Kammer gefördert wird.

In jedem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten übereinan­ der angeordneten Lamellen 2 (Strömungskanal 15) befinden sich zwei Abzugsrohre 3 für die Klarphase des Belebtschlam­ mes. Diese Abzugsrohre 3, die im Querschnitt ebenfalls rechteckig ausgebildet sind, dienen gleichzeitig als La­ gereinrichtung und Abstandshalter für die Lamellen 2. Die Abzugsrohre 3 weisen, wie in der Detaildarstellung der Fig. 2 gezeigt, im oberen Bereich ihrer Seitenflächen, Ab­ zugsöffnungen 8 auf, die in gleichen Abständen über die Länge der Abzugsrohre angeordnet sind. Die Abzugsrohre 3 erstrecken sich am Schlammzulaufende der Kammer 1 durch den Zulaufbereich 12 hindurch und münden in eine von der Kon­ zentrationskammer 1 getrennte Kammer 13 für die Klarphase, in der sich eine Abzugspumpe 11 für die Klarphase befindet, die diese in einen Klarphasenablauf 10 befördert.

Fig. 3 zeigt eine Alternative in Bezug auf die Anordnung der Abzugsrohre 3 für die Klarphase. Bei dieser Ausfüh­ rungsform sind die Abzugsöffnungen 8 auf der Oberseite des Rohres 3 angeordnet. Ferner befindet sich auf der Oberseite des Rohres ein Flansch 9, der die darüber befindliche La­ melle 2 lagert.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 1 in teilweise schematischer Darstellung. Man erkennt, daß 10 Lamellen 2 übereinander angeordnet sind, wobei zwischen benachbarten Lamellen, wie in den Schnittansichten der Fig. 5 und 6 gezeigt, jeweils 2 Abzugskanäle 3 vorgesehen sind. Die Abzugskanäle sind jeweils übereinander angeord­ net. Sie erstrecken sich durch den Schlammzulaufraum 12 bis zur Kammertrennwand 16 und münden dort in die zusätzliche Kammer 13. Dort wird die Klarphase gesammelt und über die Pumpe 11 und den Klarphasenablauf eingeführt.

Die Vorrichtung funktioniert folgendermaßen:

Belebtschlamm wird mit Hilfe der Schlammpumpe 6 angesaugt und über den Schlammzulauf 4 in die Kammer 1 eingeführt. Der Belebtschlamm strömt dann nach Umlenkung um 90° durch die jeweiligen Strömungskanäle 15 zwischen den einzelnen Lamellen parallel zur Horizontalebene der Kammer. Auf sei­ nem Strömungsweg findet eine entsprechende Sedimentaion statt, wobei sich die Klarphase im oberen Teil eines jeden Strömungskanales 15 sammelt und von dort über die Abzug­ söffnungen 8 mit Hilfe der Klarphasenpumpe 11 in die Ab­ zugsrohre 3 abgezogen wird. Über die Abzugsrohre 3 wird die Klarphase in die Kammer 13 ausgetragen und von dort über den Klarphasenablauf 10 abgeführt. Der nunmehr eingedickte Belebtschlamm gelangt über die Strömungskanäle 15 in den lamellenfreien Raum 7 und wird von dort über den Schlammauslauf 5 abgeführt bzw. rezirkuliert.

Bei den vorgesehenen horizontal oder schwach geneigt ange­ ordneten Lamellen handelt es sich vorzugsweise um Flachpro­ file. Alternativ können die Lamellen aber auch wannen- oder rinnenförmig ausgebildet sein. Hierbei ist eine Ausfüh­ rungsform von Vorteil, bei der die Lamellen im Schnitt V- förmig ausgebildet sind und an den Enden der V-Schenkel ebene Abschnitte besitzen, so daß zwischen benachbarten V- förmigen Vertiefungen jeweils ein ebener Abschnitt vorgese­ hen ist, auf dem ein Abzugsrohr angeordnet sein kann.

Die Reinigung der Lamellen wird erfindungsgemäß vorzugswei­ se während der Betriebsphase durchgeführt. Das hat den Vor­ teil, daß die Vorrichtung nicht stillgelegt werden muß, um eine Reinigung durchzuführen. Um dies zu verwirklichen, ist vorzugsweise in Hauptströmungsrichtung vor oder hinter den Lamellen ein Strömungserzeuger (Rührwerk) angeordnet, mit dem die Strömungsgeschwindigkeit in der Vorrichtung bei Be­ darf erhöhbar ist. Hierdurch kann ein Spüleffekt erzielt werden. Andere Reinigungseinrichtungen können ebenfalls An­ wendung finden, wie beispielsweise mechanische Reinigungs­ einrichtungen (Bürsten), pneumatische Reinigungseinrichtun­ gen (Lufteinperlung) etc.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Aufkonzentrieren von Belebtschlamm mit einer Kammer, durch die der Belebtschlamm geführt wird, die in einem Endbereich einen Belebtschlammzu­ lauf und in einem andern Endbereich einen Auslauf für den konzentrierten Belebtschlamm aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Kammer (1) eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten horizontalen oder schwach geneigten Lamellen (2) vorgesehen ist, deren Zwischenräume vom Belebtschlamm durchströmt werden, und daß zwischen den Lamellen (2) parallel zur Haupt­ strömungsrichtung Abzugsrohre (3) für die Klarphase angeordnet sind, die über ihre Länge jeweils minde­ stens eine Abzugsöffnung (8) für die Klarphase besit­ zen, auf der Auslaufseite oder Zulaufseite der Haupt­ strömung geschlossen und auf der gegenüberliegenden Seite offen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsrohre (8) für die Klarphase über den Kammerendbereich mit dem Schlammzulauf (4) hinaus ver­ längert sind und in eine von der Aufkonzentrationskam­ mer (1) getrennte Kammer (13) münden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch, daß sie eine Pumpe (11) zum Abpumpen der Klarphase besitzt.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abzugsrohr (3) für die Klarphase eine Vielzahl von im Abstand voneinander an­ geordneten Abzugsöffnungen (8) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsrohre (3) für die Klarphase gleichzeitig als Abstandshalter für die Lamellen (2) dienen.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufkonzentrationskam­ mer (1) in ihrem Endbereich für den Schlammauslauf ei­ nen lamellenfreien Raum (7) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Hauptströmung erzeugende Schlammpumpe (6) besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammpumpe (8) gleichzeitig als Schlammre­ zirkulationspumpe ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie in bestehende Anlagen einsetzbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der zwischen den Lamellen (2) gebildeten Strömungskanäle (15) in Hauptströmungsrichtung verengt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen den Ab­ zugsöffnungen (8) der Abzugsrohre (3) in Hauptströ­ mungsrichtung verringert.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsöffnungen (8)im oberen Bereich der Abzugsrohre (3) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Hauptströmungsrichtung vor oder hinter den Lamellen ein Strömungserzeuger an­ geordnet ist, mit dem die Strömungsgeschwindigkeit in der Vorrichtung bei Bedarf erhöhbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen wannen- oder rinnenförmig ausgebildet sind.